发酵法产米糠蛋白的研究进展

姜加良

吉林工商学院，吉林 长春 130507



发酵法产米糠蛋白的研究进展

姜加良

吉林工商学院，吉林 长春 130507

从粮食部对米糠蛋白年产量的统计来看，米糠蛋白年产量(2×106t)约占米糠年产量的14.29%，从比例上看，米糠蛋白产量并不是很高，但是因为米糠蛋白具有低过敏性、高营养性的优良特性，人们对其的需求也越来越多。但是，由于米糠蛋白的提取率以及提取纯度都比较低，无法满足人们对其日益增长的需要。为了让米糠蛋白的产量能够满足人们日益增长的需要，实现米糠蛋白的工业化生产，需对米糠蛋白的生产方法进行具体深入的研究。

发酵法；米糠蛋白；生产方法

米糠中含有众多营养成分以及人体必需元素，米糠里面12%到16%的蛋白含量使米糠蛋白的生物效价高达2.5，非常适合人们食用。由于米糠蛋白具有低过敏性、易消化的优良特性，可将米糠蛋白作为婴儿配方原料供婴儿食用，因此，研究米糠蛋白的生产方法具有较高的生物价值和经济价值。

一、发酵法的定义

发酵法的要求是药物需要经过净制或者是处理，条件是在一定温度或者湿度下，作用条件是经过霉菌或者是酶的催化、分解作用，结果是使药物发泡发芽。

在米糠蛋白中富含有球蛋白、谷蛋白、清蛋白以及醇蛋白。四种蛋白的含量不尽相同，醇蛋白的含量相对较低，其他三种蛋白含量相对较高。从目前的技术来说，提取米糠蛋白并无单一方法，通常需要借助酶的催化作用。发酵法便是综合利用霉菌和酶催化的共同作用，将米糠蛋白提取出来，供人类使用。发酵法生产米糠蛋白已经成为一种趋势，发酵法有着本身操作简单的优势，米糠蛋白有着成本低、营养性高、过敏性低等优势，因此，发酵法和米糠蛋白的结合是工业化生产米糠蛋白的不二之选。

二、酶在生产米糠蛋白中的作用分析

发酵法生产米糠蛋白可以充分利用酶来进行，让米糠蛋白在中或者是弱碱性的环境下被提取出来。中性和弱碱性可以避免米糠蛋白在强碱性的情况下失去营养价值，进而产生有害物质，危害食用者健康。发酵法首先需要将米糠处理干净，选择酶的最佳作用温度，在一定的湿度条件下，利用糖酶的作用，使糖酶去攻击细胞壁，进而糖基质中会有更多的蛋白质被释放，提高米糠蛋白的提取率。由于植酸和蛋白会发生相互作用，因此，也可利用植酸酶将植酸溶解，解除植酸对提取米糠蛋白的影响。米糠蛋白中的各类蛋白的溶解性很低，蛋白酶可以将蛋白水解，水解之后的蛋白的溶解性更高，方便对米糠蛋白的提取。经过酶的催化作用，米糠蛋白的提取率更高、纯度也更高[1]。

糖酶在提取米糠蛋白中的作用。糖酶的种类非常丰富，包括：纤维素酶、果胶酶、细胞壁水解酶、淀粉酶等等。米糠中的主要碳水化合物是半纤维素以及纤维素，因此使用纤维素酶作为糖酶或者半纤维素酶作为糖酶提取米糠蛋白已经取得了一定的进展。植物细胞壁由纤维素和果胶组成，细菌细胞壁由肽聚糖组成，因此糖酶可以水解细胞壁，提取米糠蛋白。经过实验表明，对于米糠蛋白的提取，若使用淀粉酶，则酶在PH值为6.5(接近中性)，反应温度在45℃，反应时间为3小时时提取率最优；在反应条件相同的状态下，用果胶酶、纤维素酶、肽聚糖酶四种糖酶分别提取米糠蛋白，从结果中看，纤维素酶对米糠蛋白的提取率最优。

植酸酶在提取米糠蛋白中的作用。植酸酶的主要作用是破环植酸和蛋白之间的相互作用，之前就有Wang专家对植酸酶的作用进行研究，研究表明，如果仅使用植酸酶来提取米糠蛋白，那么蛋白的提取率仅维持在57%左右水平，如果将肽聚糖酶和植酸酶复合使用，那么蛋白的提取率可上升至75%左右，从中可以看出，溶解细胞壁和破坏植酸两者对提取米糠蛋白有共同的促进作用。

复合酶在提取米糠蛋白中的作用。复合酶的使用可以使蛋白的提取率更高，目前应用复合酶提取米糠蛋白已经得到了广泛的应用。专家刘颖等人为了研究复合酶对蛋白的提取作用，在植酸酶、淀粉酶和纤维素酶的分布作用下，选择最佳提取条件，先运用淀粉酶对淀粉的水解，作为第一步提取，再向里面添加纤维素酶以及植酸酶作为进一步提取，最终米糠蛋白的提取率上升到77.45%，米糠蛋白的纯度高达68.9%。除专家刘颖之外，李坤、王腾宇先后也进行了复合酶提取米糠蛋白的实验，李坤进行的实验中蛋白提取率高达80.1%，王腾宇进行的实验中蛋白提取率达到70.34%[2]。

蛋白酶对在提取米糠蛋白中的作用。蛋白酶可以将蛋白水解成更小的单位，使其更容易水解。专家王腾宇等人进行了不同蛋白酶对米糠蛋白提取效果的实验，在实验中选取了四种较为有效的蛋白酶：酸性、碱性、中性、风味，将这四种蛋白酶分别放置在最优的反应条件下，碱性蛋白酶对米糠蛋白的提取率最高，酸性蛋白酶对米糠蛋白的提取率最低，而风味蛋白酶和中性蛋白酶分别处于第二第三的位置，但四种蛋白酶的提取率均小于60%。在王腾宇之后，Apinunjarupong又进行了菠萝蛋白酶的提取实验，在最有利条件下，提取率高达75.5%。Apinunjarupong专家之后，Hamada改进了风味蛋白酶以及碱性蛋白酶的反应条件，将王腾宇的实验结果提升至87%和81%，较之前有了重大突破[3]。

从上述酶对米糠蛋白提取率的影响中可以发现，酶法提取米糠蛋白相对于碱性方法提取米糠蛋白的效果更佳显著，但相关成本也更高，将米糠蛋白酶解之后产生米糠肽，降低了蛋白质的起泡性、风味等特性，同时，米糠蛋白经过水解之后，可能会释放出略带苦味的肽，这会影响米糠蛋白的食用性以及口感。

三、结语

综上所述，发酵法生产米糠蛋白最核心的步骤便是酶的催化分解作用。酶解米糠蛋白所用的糖酶(纤维素酶、果胶酶、肽聚糖酶等等)成本相对较高，这直接增加了生产米糠蛋白的成本。目前，米糠蛋白已被应用在了食品包装材料、婴儿配方食品、食品添加剂、可食性膜等方面，由于植物蛋白的制造成本相对较低，而我国市场对米糠蛋白的需求越来越高，实现米糠蛋白的工业化生产是一项十分紧迫的事情，因此，研究发酵法生产米糠蛋白，并实现其工业化生产具有十分重要意义。

[1]吕飞，许宙，程云辉.米糠蛋白提取及其应用研究进展[J].食品与机械，2014，03：234-238.

[2]王腾宇，周凤超，王玉，李振岚，于殿宇.米糠蛋白提取及其应用[J].粮油加工，2010，08：74-76.

[3]曲晓婷，张名位，温其标，张雁，张瑞芬，魏振承，池建伟，唐小俊.米糠蛋白提取工艺的优化及其特性研究[J].中国农业科学，2008，02：525-532.

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